一种新型超高强铝锂合金薄板的时效行为与微观组织

为优化一种新型超高强Al-Cu-Li-X合金2 mm厚度薄板的热处理工艺,本文研究了其不同时效条件下的力学性能和微观组织。结果表明:预变形为6%时,T8态长时间(20~120 h)时效时可保持600MPa以上的抗拉强度。T8态时效时合金强化相为大量T1相(Al_2Cu Li)和部分θ'相(Al_2Cu),T6态时效时还可析出极少量S'相(Al_2CuMg)。预变形可促进T1相细小弥散析出,但抑制θ'相及S'相的析出。6%以下预变形可有效提高合金T8态时效的强度。6%以上预变形量的T8态时效合金中T1相密度明显增加,尺寸显著降低,θ'相减少,但相应合金抗拉强度的增量很小,而延伸率急剧下降;过大预变形(15%)则导致θ'相消失。     

高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97三级时效工艺及性能研究

以新型高强Al-Gu-Li-X铝锂合金2A97为研究对象,通过拉伸试验研究两种三级时效工艺及其改型工艺对合金性能的影响.结果表明,含有δ′相二次析出过程的三级时效和含有δ′相回溶过程的三级时效处理合金的强度和塑性达到T6峰值时效水平,三级时效改型工艺由于增加变形使前者合金的强度升高,塑性降低,使后者的强度显著提高.三级时效和单级时效合金的主要显微组织有δ′相、θ″/θ′相和T1相.三级时效改型工艺由于增加变形促进δ′相析出和δ′相回溶,同时变形促进T1相析出,从而改变了主要强化相δ′相和T1相的数量.     

预拉伸处理对2 A97薄板组织和性能的影响

通过室温拉伸、腐蚀试验、TEM等手段,研究人工时效前预拉伸处理对2A97铝锂合金组织和性能的影响。结果表明：在相同时效工艺下,经3%的预拉伸变形后,2A97合金的强度和耐蚀性能都有较大提高,其中抗拉强度提高了32 MPa,晶间腐蚀等级变为点蚀等级;预拉伸处理促进了时效过程中T1相在晶内的均匀弥散析出,降低了δ′相的含量,抑制了晶界平衡相的析出,从而改善了合金的强度和耐蚀性能。     

高纯Al-Cu-Mg-Ag合金的多级断续时效工艺研究

采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析、扫描电镜断口分析等方法,研究高纯Al-Cu-Mg-Ag合金多级断续时效工艺对合金力学性能及微观组织的影响.结果表明,二级时效温度为室温和65℃时,合金强化效果主要来源于固溶强化和GP区,时效时间对合金强度影响很小.二次时效温度高于100℃时,合金的主要强化相由θ'相逐渐转变为Ω相.适当延长时效时间可使合金获得最大的强化效果.与T6I4和T6I6热处理工艺相比,采用185℃,20min预时效后水淬 150℃/25～50 h的多级断续时效工艺极大缩短热处理周期并简化工序,同时合金的强度水平与T6态相当,而塑性获得显著改善.     

7B04铝合金锻件淬透性的研究

7B04铝合金为高纯的7A04合金,属Al—Zn-Mg-Cu系高强铝合金,该系列合金具有较高的强度,但耐蚀性能较差。该合金的热处理状态有T6,T74和T73三种。其中T6为峰值时效状态,具有较高的强度和较差的耐蚀性。T74和T73为过时效状态,材料的强度性能略有降低,但耐蚀性能增强。7B04合金的使用品种较多,包括板材、厚板、锻件、棒材等等。     

不同预变形量T8态时效2195铝锂合金微观组织与强度贡献

以21 mm厚度2195铝锂合金板材为对象，研究了T8态时效时预变形量对其微观组织及力学性能的影响以及不同因素对屈服强度的贡献。结果表明：随着预变形量增大，时效时析出的T1相尺寸减小，数密度增大；而θ′相尺寸和数密度都减小。148 ℃/38 h时效时，预变形量从3%增加到15%，屈服强度由596 MPa增大到638 MPa，但伸长率由13.8%降低到10.7%。随着预拉伸量逐渐增大，时效析出相对屈服强度贡献逐渐降低，而加工硬化对屈服强度的贡献逐渐提高。合金的屈服强度取决于加工硬化和时效析出强化的共同作用。     

高温瞬时和热暴露对2024铝合金组织与性能的影响

本文利用透射电镜研究了高温瞬时和热暴露对2024 T3511状态铝合金拉伸性能的影响及对应的组织变化。实验结果说明,经高温瞬时和热暴露后,强度曲线经过一段平缓阶段迅速下降;而塑性曲线一反常态,塑性与温度不呈单调函数关系,曲线中间有一最低值。微观分析表明,合金存在两种类型时效沉淀相S系列相和X相。S系列相(G.P.区形核)遵循以下时效序列: G.P.区—→S″—→S″+S′—→S′+S—→SX相在S″+S′阶段内析出。与强度曲线平缓阶段对应的组织是G.P.区和S″相,与强度开始下降阶段和塑性最低区域对应的组织为S′+S″+X,这与半共格S′和X的形成有关。与强度下降和塑性回升阶段对应的时效组织是非共格S+X相。     

固溶制度对7050铝合金微观组织和腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段和电化学、浸蚀、慢应变速率拉伸(SSRT)等测试方法,研究不同固溶热处理制度对7050铝合金板材微观组织和腐蚀性能的影响。结果表明:单级固溶将η(MgZn2)相完全溶入Al基体中,而S(Al2CuMg)相仍然大量存在,固溶度低,时效后晶内析出密度低;双级固溶使S相部分溶解,合金晶粒长大,再结晶分数高;逐级固溶使η和S相完全溶解,合金充分回复,时效后晶内析出密度高,再结晶分数低;不同固溶+T6时效态合金的抗应力腐蚀性能从大到小依次为逐级固溶>双级固溶>单级固溶。     

低Cu含量Al-Mg-Si-Cu合金的T78双级时效

采用拉伸和加速腐蚀试验,分别测试了预时效（180℃）+再时效（190、200、210℃）对一种低Cu含量Al-Mg-Si-Cu合金拉伸性能和晶间腐蚀的影响,结果表明,延长预时效和再时效时间或提高再时效温度,合金强度逐渐降低,同时,腐蚀类型按晶间腐蚀→均匀腐蚀→坑蚀顺序演化。其中,经预时效（180℃/2~8 h）+再时效（200℃/6 h或210℃/2 h）处理,合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为380~395 MPa、360~380 MPa和12%~15%,腐蚀类型为均匀腐蚀,实现强度与耐蚀性的良好配合。透射电镜观察表明,随着双级时效程度的增加,合金强度的降低源于基体β"相的减少及β'相和Q'相的增加;晶间腐蚀倾向的降低与晶界Q相大间距、断续分布有关;坑蚀的形成则与结晶Q相吸收周围析出相、形成基体无析出区有关。     

二次时效对微合金化的Al-Cu-Li 微观组织及力学性能的影响

通过常规力学性能、扫描电镜、透射电镜等测试分析方法研究了T8I6二次时效制度对Mg、Ag和Zn复合微合金化的Al-3.48Cu-1.44Li合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,与单级时效相比,二次时效合金强度提高,而塑性略降;合金强度随第三级时效时间的延长进一步提高.最优的合金其抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和延伸率分别为613.7、564.9 MPa和6.8％.合金的强化相主要为T1相,另有少量的θ'相和S'相.二次时效促进强化相,特别是T1相的二次沉淀,提高合金的强度,同时几乎不损失塑性.     

高温下DD6单晶气冷叶片模拟试样拉伸性能试验

通过选晶法制备DD6单晶薄壁圆管模拟试样,对850℃和980℃两种温度下[001]晶体取向含与不含气膜孔的薄壁试管进行拉伸性能试验研究.结果表明:在850℃条件下,[001]取向含气膜孔的拉伸性能比[001]取向不含气膜孔的拉伸性能降低10.5%;在980℃条件下,[001]取向含气膜孔的拉伸性能与[001]取向不含气膜孔的拉伸性能水平相当,这表明温度越高,气膜孔对薄壁件拉伸性能的影响越不显著;但在980℃ 条件下,[001]取向通气状态的拉伸强度比不通气状态下的拉伸强度提高16%.同时,发现圆管表面状态及通气状态是影响单晶薄壁试样高温性能的重要因素,特别是通气状态的存在显著提高了其高温力学性能.      

快速凝固粉末Al-Li-Mg-Zr合金的时效析出及微观组织

利用透射电镜技术研究了快速凝固粉末A1-3.42Li-0.82Mg-0.12Zr合金的时效析出,并观察了时效过程中δ’相的析出与拉伸性能的关系。δ’为合金的时效强化相。533℃淬火后在自然时效状态下电子衍射揭示已有δ’相析出。110℃时效后δ’相明显可见,190℃时效后颗粒长大且分布较广,此时强度较高。230℃时效后δ’已回溶,合金软化。也观察了190℃下不同时间保持对组织与性能的影响。实验表明,合金中存在两种Al_3Zr相。微小颗粒的亚稳定的面心立方点阵的有序Al_3Zr相均布于晶内,而粗大颗粒的稳定的四方点阵的Al_3Zr相沿原粉末颗粒边界和晶界析出。前者成为时效时δ’相析出的生核处,形成δ’/Al_3Zr复合析出物。     

预变形对Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的组织与力学性能的影响

采用显微硬度测试、拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等分析手段,研究了预变形对Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的组织与力学性能的影响.结果表明:时效前的冷轧变形加速了Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的时效进程,提高了时效的峰值硬度,促进Ω相的析出,增加Ω相的数量.随着变形量的增加,合金时效过程中双阶段时效硬化的现象减弱,预变形小于10%时,时效过程中出现明显的双阶段时效硬化特征,预变形大于10%时,时效过程仅出现明显的单阶段时效硬化特征;随着预变形量的增加,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐增加,延伸率逐渐降低.综合考虑合金的强度和塑性,Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的预变形量应为10%～20%.     

Zn对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了Zn对2195铝锂合金在不同热处理状态(T8,T6)下的显微组织和拉伸性能的影响.通过拉伸性能测试及透射电镜、扫描电镜观察分析表明,Zn的存在明显促进了T1相的析出和弥散分布,而且有球形颗粒状含Zn相析出,从而使合金强度提高,但Zn的加入并不改变2195合金的断裂机制,且使合金塑性略有下降.     

基于同步辐射技术的WE54镁合金原位时效研究

利用原位同步辐射技术对WE54镁合金时效过程进行研究。通过对比固溶态(T4)和固溶后冷轧预变形(T4-D)两组合金,揭示WE系列合金在300℃时效温度下析出相演变过程以及预变形对时效析出动力学的影响。原位时效研究表明:T4-D合金的强化相β1(Mg3(Nd, Y))在时效开始3 min后快速形核;时效9 min后β1开始向β(Mg14Nd2Y)转变,时效36 min后此转变结束,此后β占主导地位;对于T4合金的时效析出过程,β1在时效开始6 min后形核;时效18 min后β1开始向β转变;时效78 min后此转变结束。同步辐射衍射结合透射电子显微镜(TEM)结果分析发现:通过轧制预变形可以加速合金的时效进程并促进形成网状分布的时效析出相,这种分布有利于合金获得良好的时效强化效果。     

时效处理对18Ni马氏体时效钢电子束焊缝微观组织和力学性能的影响

将18Ni马氏体时效钢电子束焊缝在48℃进行时效处理,时效处理时间分别为1.5、2.5、4.5和6h。采用金相显微镜、扫描电镜观察了不同时效状态下的18Ni马氏体时效钢电子束焊缝的微观组织,测试了不同时效状态下焊接接头的拉伸强度和接头不同区域的硬度值,并用扫描电镜分析了拉伸断口形貌。结果表明,随着时效时间的延长,沉淀粒子粗化引起了过时效,同时马氏体开始逆转变为奥氏体和铁素体,使钢的强度逐渐下降,经480℃,4.5h时效处理后,焊接接头的拉伸强度最高。     

固溶对Al-Cu-Li-X合金组织和性能的影响

通过OM,SEM,TEM和力学性能测试等手段,研究了固溶处理对Al-Cu-Li-X合金组织和性能的影响.结果表明:2A97合金T6态(未拉伸态)在520℃固溶80min,淬火转移时间小于15s,水淬,获得了合适力学性能,抗拉强度为493MPa,屈服强度为415MPa,延伸率为7.3%.合金时效强化相以T1,θ′/θ″和δ′ 相为主.经510℃,520℃和530℃固溶水淬,再165℃时效18h,随固溶温度升高,强度和塑性趋于减小.在520℃固溶水淬,再165℃时效18h,随固溶时间延长,屈服强度趋于升高,延伸率先升后降低.随固溶温度升高和时间延长,可溶过剩相数量和体积分数减小.520℃固溶后时效,基体沉淀相T1,θ′/θ″和δ′ 相数量多,尺寸小,分布均匀.     

7050铝合金高强高韧低SCC敏感性时效工艺与机理研究

在单级时效制度下,对7050铝合金进行了长时间人工时效处理。研究了不同时效状态下合金的微观组织与常规力学性能,并测试了合金的SCR性能。结果表明:不同温度下长时间人工时效处理后,合金的强度随时效程度的增加均发生明显变化,经过传统峰时效后合金的强度先减小后增大,出现第二峰值,且第二峰强度高于第一峰;合金断裂韧度随时效程度的增加而提高,第二峰韧度高于第一峰;应力腐蚀敏感性随时效程度增加而降低,第二峰抗应力腐蚀性能优于第一峰。135℃下,合金的双峰位较为突出,双峰值较高。第一峰位,σ0.2,σb分别为580MPa,625MPa;第二峰位,σ0.2,σb分别为590MPa,640MPa。第二峰位断裂韧度较好,KIC为39.5MPa.m1/2,SCR性能得到很大改善,临界应力强度因子KISCC为12.72 MPa.m1/2。微观组织分析表明:合金双峰状态下晶内及晶界组织都存在极大差异,第一峰基体组织为高密度GP区,晶界为连续带状η'相,第二峰基体组织以η'相为主,晶界为断续离散的粗大η相。     

固溶前退火处理对2050铝锂合金冷轧薄板力学性能与组织的影响

采用拉伸性能测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),研究了固溶前退火处理(300℃/4 h,400℃/2 h)对2050铝锂合金冷轧薄板T8时效后力学性能、晶粒组织和析出相的影响。研究结果表明:固溶前退火处理导致2050铝锂合金冷轧薄板固溶态不完全再结晶数量增多,晶粒长厚比增大,小角度晶界比例增加,同时使合金Goss织构密度增大。T8时效后主要强化相为T_1相和θ′相。固溶前退火处理可导致后续T8时效时T_1相在不同{111}_(Al)面上析出差异,其中部分{111}_(Al)面上T_1相析出减少,而预拉伸变形时承受高分切应力{111}_(Al)面上T_1相析出增加,从而影响合金的力学性能。固溶前300℃/4 h退火处理可使T8时效后合金屈服强度和抗拉强度提高,伸长率基本保持不变。     

预变形对Al—Li—Cu—Mg—Zr合金时效析出的影响

通过时效曲线测量和电镜观察,研究了时效前的预变形对一种Al-Li合金时效行为和显微组织的影响。实验结果表明,时效前的少量预变形加速了时效析出过程,促进了S′(Al_2CuMg)相的析出。此外,经过预变形的试样时效后具有较大的时效硬化量,同时具有较窄的晶界无沉淀带。讨论了晶界无沉淀带形成的机理,分析了预变形和时效组织之间的关系。